MEDIA MEDIKA INDONESIANA - ejournal.undip.ac.id

Media Medika Indonesiana

Volume 46, Nomor 3, Tahun 2012178

MEDIA MEDIKAINDONESIANA

Hak Cipta©2012 oleh Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro dan Ikatan Dokter Indonesia Wilayah Jawa Tengah

Efek Ekstrak Etanol Morinda Citrifolia L (Mengkudu)Terhadap Kadar Gula Darah, Jumlah Neutrofil, danFibronektin Glomerulus Tikus Diabetes MellitusIndranilla Kustarini *, Sri Sinto Dewi **, Ika Pawitra M ***

ABSTRACT

Ethanol extract of Morinda citrifolia L (mengkudu), blood glucose, neutrophyl count, and glomerulus fibronectin in diabetes mellitusratBackground: Diabetes mellitus is a metabolic disease which caused by the present of insulin abnormality. Diabetes is shown byhyperglycemia to release free radical, superoxide, that induce oxidative stress. This stress will increase mesangial matrix productionin glomerulus such as fibronectin. Ethanol extract Morinda citrifolia contain fenolat and flavonoid which have antioxidant system toblock the oxidative stress. This research purpose was to analyze the effect of ethanol extract Morinda citrifolia to blood glucose,neutrophyl count, glomerulus fibronectin of diabetes mellitus rats.Method: Using the post test only control group design, diabetic Sprague Dawley rats induced streptozotocin dose 40mg/kgBW, weredivided into 4 groups of grading doses (10, 20, 40, 80mg/dl) of ethanol extract Morinda group and 1 control group. Each group used6 male rat. Blood glucose, neutrophyl count and glomerular fibronectin were examined. Data analyze with Kruskall Wallis andANOVA using SPSS ver 15.0Result: The mean of blood glucose before and after treating with extract ethanol Morinda were 553.04mg/dl and 408.81mg/dlrespectively. Different score of neutrophyl count was p=0.0574 and fibronectin expression was p=0.000. Ethanol extract Morindacitrifolia can reduce blood glucose, and the fibronectin expression in glomerulus of diabetic rats significantly, but not for neutrophylcount. The lowest fibronectin expression occurred on dose 20 mg/dl.Conclusion: Extract ethanol Morinda citrifolia L (Mengkudu) improve diabetic nephtopathy through reducing blood glucose,netrophyl count, and fibronectin.

Keyword: Morinda citrifolia, blood glucose, neutrophyl count, glomerular fibronektin

ABSTRAK

Latar belakang: Diabetes mellitus merupakan penyakit metabolik yang disebabkan karena adanya kelainan sekresi atau kerjainsulin. Diabetes mellitus ditandai dengan adanya hiperglikemi, dimana pada kondisi ini akan melepaskan radikal bebas,superoksid, yang akan menyebabkan stres oksidatif, dengan akibat kerusakan sel baik sel neutrofil, sel mesangial ginjal yang akanmengeluarkan matrik ekstra sel berupa fibronektin. Ekstrak etanol Morinda citrifolia L memiliki kandungan fenolat dan flavonoid,dapat membantu sistem antioksidan dalam tubuh yang dapat mengatasi stres oksidatif. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisisefek ekstrak etanol Morinda citrifolia L terhadap kadar gula darah, jumlah neutrofil, dan ekspresi fibronektin glomerulus tikusdiabetes mellitus.Metode: Penelitian ini menggunakan pendekatan post test only control group design pada tikus Sprague Dawley yang diinduksiStreptozotozin (dosis 40mg/kgBB) sehingga menjadi DM, kemudian dikelompokkan menjadi 4 kelompok perlakuan ekstrak etanolMorinda citrifolia L (Mengkudu) dengan dosis 10, 20, 40, 80mg/dl dan 1 kelompok kontrol DM. Data dianalisis menggunakan ujiKruskal Wallis dan ANOVA dengan SPSS ver 15.0.Hasil: Rerata kadar gula darah sebelum 553,04 mg/dl dan sesudah diberi Morinda 408,81 mg/dl. Hasil menunjukkan perubahanjumlah neutrofil diperoleh nilai p=0,0574, dan ekspresi fibronektin glomerulus diperoleh nilai p=0,000. Ekstrak etanol Morinda

* Bagian Patologi Klinik Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro, Jl. Dr. Sutomo 18 Semarang** Program Pascasarjana, Program Studi Magister Ilmu Biomedik Universitas Diponegoro, Jl. Hayam Wuruk No. 5 Lt. III Semarang - 50241*** Bagian Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Universitas Diponegoro, Jl. Dr. Sutomo 18 Semarang

Artikel Asli M Med Indones

Artikel Asli Efek Ekstrak Etanol Morinda Citrifolia L (Mengkudu)

Volume 46, Nomor 3, Tahun 2012 179

citrifolia L menurunkan kadar gula darah dan ekspresifibronektin secara bermakna, namun tidak bermakna padajumlah neutrofil. Dosis 20 mg/dl merupakan dosis yang palingbaik menurunkan ekspresi fibronektin glomerulus.

Simpulan: Ekstrak etanol Morinda citrifolia L (Mengkudu)memperbaiki fungsi ginjal diabetes nefropati melaluipenurunan gula darah, jumlah neutrofil dan fibronektin.

PENDAHULUAN

Diabetes mellitus (DM) merupakan penyakit metabolikkronis tidak menular, dengan karakteristik hiper-glikemia yang terjadi karena kelainan sekresi insulin,kerja insulin atau keduanya yang tidak dapat disembuh-kan tetapi dapat dikendalikan. Kadar gula darahmerupakan kadar glukosa dalam darah dengan nilai>126 mg/dl dalam keadaan puasa dinyatakan tinggi/danmenderita DM. Kadar gula darah yang tinggi danberlangsung lama dapat menimbulkan komplikasi yaitukelainan mikrovaskuler seperti retinopati, nefropati,jantung koroner dan kelainan makrovaskuler sepertistroke, jantung sistemik dan gangren. Komplikasimikrovaskuler diabetes dapat mengenai berbagai organtubuh dan jaringan diantaranya adalah kerusakan ginjalyang ditandai dengan albumin urin karena penurunanfiltrasi glomerulus ginjal dan gangguan respon imunitas.Kondisi kadar gula darah melebihi normal memicuterjadinya peningkatan radikal bebas pada berbagai seltubuh termasuk jumlah sel neutrofil.1,2

Hiperglikemi terus-menerus dapat meningkatkan jumlahradikal bebas dalam darah sehingga memudahkanterjadinya inflamasi pada dinding pembuluh darah.Terjadinya inflamasi akan memacu jumlah sel neutrofil,namun pada kondisi hiperglikemi aktivitas sel neutrofilakan menurun.3 Berbagai sitokin dan growth factordiantaranya IL-6, tumor nekrosis factor (TNF),transforming growth factor-1 (TGF-1) menyebabkandisfungsi endotel. TGF-1 di glomerulus akan men-stimulasi proliferasi sel epitel, sel mesangial sehinggamemacu ekspansi matrik mesangial yang khas padaglomerulosklerosis.2,4

Fibronektin merupakan penyusun matrik mesangial,yang berikatan pada komponen matrik ekstraseluler(kolagen, fibrin, heparin, proteoglikan) dan berspektrumluas. Hiperglikemia dapat mendesak atau menggantimatriks plasminogen. Pendesakan/penggantianplasminogen oleh glukosa ini menyebabkan degradasimesangial berkurang dan terjadilah ekspansi mesangialyang khas pada kerusakan ginjal.5

Hiperglikemi pada hewan coba yang diinduksistreptozotocin (STZ), bersifat reversibel serta spesifikdapat merusak sel beta pankreas, dan ginjal,membutuhkan dosis yang besar. Induksi streptozotocin(STZ) menyebabkan penebalan difus membran basalisglomerulus, ekspansi matrik mesangial, lesi perifernoduler glomerulus dan fibrosis tubulointerstitial.

Pemeriksaan histopatologi ginjal dengan mengetahuiekspresi fibronektin pada glomerulus menunjukkanperubahan patologi yang jelas.6

Beberapa penelitian melaporkan bahwa Morindacitrifolia L yang dikenal dengan mengkudu banyakdigunakan oleh masyarakat sebagai bahan obat alami.Ekstrak etanol Morinda citrifolia L mengandungflavonoid yang berfungsi sebagai antioksidan yangmampu menahan laju absorbsi glukosa darah darisaluran cerna menuju pembuluh darah sehingga mampumenahan laju peningkatan kadar glukosa darah. Denganmencegah peningkatan kadar glukosa darah karenadiharapkan dapat mencegah peningkatan radikal bebas,sehingga diharapkan pemberian ekstrak etanol Morindacitrifolia L dapat membantu melindungi sel darikerusakan akibat paparan radikal bebas.7,8

Hingga saat ini penelitian tentang efek ekstrak etanolMorinda citrifolia L terhadap kadar gula darah, jumlahneutrofil dan fibronektin glomerulus, pada tikus yangdiinduksi streptozotocin belum pernah dilakukan, olehkarena itu penelitian ini bertujuan untuk menganalisisefek ekstrak etanol Morinda citrifolia L terhadap kadargula darah, jumlah neutrofil, dan ekspresi fibronektinglomerulus tikus diabetes mellitus.

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikaninformasi tentang manfaat Morinda citrifolia L dapattidaknya digunakan sebagai obat alternatif untukdiabetes mellitus.

METODE

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimentallaboratorik dengan pendekatan post test only controlgroup design dengan ruang lingkup bidang PatologiKlinik dan Patologi Anatomi yang dilakukan di LPPTUGM dan RSUP Dr. Sarjito Yogyakarta.

Variabel bebas dalam penelitian ini adalah pemberiandosis bertingkat ekstrak etanol Morinda citrifolia peroral berupa skala rasio, sedangkan variabel terikatadalah kadar gula darah, jumlah neutrofil dan ekspresifibronektin glomerulus berupa skala ordinal.

Populasi yang digunakan dalam penelitian ini adalahtikus Sprague Dawley, jenis kelamin jantan, berat badan180-220 gram. Tikus di inbreed dari LPPU UGMbidang layanan pra klinik dan pengembangan hewanpercobaan.



Besar sampel menurut WHO adalah 5 ekor, padapenelitian ini jumlah sampel yang digunakan 30 ekor,tiap kelompok 6 ekor. Randomisasi: 30 tikus di-kelompokkan secara random menjadi 5 kelompok yaitu:

K1 : Kelompok hewan perlakuan denganpemberian ekstrak etanol Morinda citrifoliaL sebanyak 10 mg/dl/hr




K+ : Kelompok hewan perlakuan kontrol positiptanpa pemberian ekstrak etanol Morindacitrifolia L

Empat puluh delapan ekor tikus diadaptasikan terdahuluselama 7 hari diberi makan standar PAR_G BR II,terdiri dari: jagung, bungkil kedelai, wheat pollard,bungkil kelapa, tepung ikan, tepung daging, tepungberas, tapioka, minyak kelapa, minyak ikan premix.Selanjutnya diinduksi STZ dan dibiarkan 72 jam,kemudian diukur kadar glukosa darah hingga ditemukantikus hiperglikemia, dan dilakukan randomisasi dandikelompokkan menjadi 5 kelompok seperti tersebut diatas. Hewan dipelihara sampai minggu ke-8 kemudiandilakukan pemberian ekstrak etanol Morinda citrifolia Lsebanyak 2 ml secara sonde selama 15 hari. Setelah 15hari dilakukan pemeriksaan kadar gula darah, jumlahneutrofil darah tepi, dan pemeriksaan fibronektinglomerulus (immunohistokimia) menggunakan jaringanginjal.

HASIL

Rerata kadar gula darah sebelum 553,04 mg/dl dansesudah diberi Morinda 408,81 mg/dl. (Tabel 1)

Tabel 1. Data kadar gula darah sebelum, sesudah pemberianekstrak etanol Morinda citrifolia dan selisih/deltagula darah

K Sebelum Sesudah Selisih guladarah

K1 497,8 ± 193,33 417,33 ± 79,95 80,50 ± 185,52K2 561,3 ± 39,84 427,67 ± 93,63 133,66 ± 69,61K3 484,8 ± 193,44 462,83 ± 48,99 22,00 ± 169,15K4 500,2 ± 194,12 389,83 ± 56,11 110,33 ± 169,40K+ 498,0 ± 60,51 327,33 ± 104,05 170,66 ± 98,57P 0,000 0,000 0,334

Rerata jumlah neutrofil pada tabel di atas menunjukkanperlakuan yang memberikan nilai terendah adalahkelompok K1 dengan nilai 3,31 sel/ml dan perlakuandengan nilai tertinggi pada kelompok K3 yaitu 4,56sel/ml kontrol positif dengan rata-rata jumlah neutrofil2,85 sel/ml kemudian pada perlakuan 10, 20 dan 40meningkat berturut-turut menjadi 3,32 sel/ml; 4,35sel/ml; 4,56 sel/ml dan pada perlakuan 80 terjadipenurunan menjadi 4,16 sel/ml. (Tabel 2)

Tabel 2. Data analisis jumlah neutrofil setelah pemberianekstrak etanol Morinda citrifolia L

KJumlah neutrofil

Mean SB pK1 3,31 0,88 0,547K2 4,35 2,12K3 4,56 2,89K4 4,16 2,81K+ 2,85 1,39

Dari hasil uji Kruskal Wallis diperoleh p-value=0,574(>0,05) sehingga disimpulkan tidak ada pengaruh secarabermakna pada pemberian ekstrak etanol Morindacitrifolia terhadap jumlah neutrofil.

Pembacaan ekspresi fibronektin dilakukan oleh 2pembaca/observer, untuk menguji kesesuaian duapengukuran digunakan uji kappa dengan nilai kappa.Nilai probabilitas=0,000 yang berarti hasil pengamatandari 2 pembaca benar-benar sesuai. Ekspresi fibronektinglomerulus diperoleh nilai p=0,001. (Tabel 3)

Tabel 3. Data analisis ekspresi fibronektin glomerulus setelahpemberian ekstrak etanol Morinda citrifolia L

KEkspresi fibronektin

Mean SB p

K1 2,20 0,07 0,000K2 1,45 0,05K3 2,05 0,13K4 2,24 0,04K+ 2,57 0,13

Rerata terendah pada ekspresi fibronektin yang terdapatpada tabel di atas ditunjukkan pada kelompok K2.

Diagram 1 menunjukkan pada kelompok K1, K2 danK3 terdapat nilai yang lebih besar dari mediansedangkan kelompok K4 terdapat nilai yang lebihrendah daripada median.

Hasil dari uji oneway-ANOVA yang telah dilakukanmendapatkan hasil p=0,000, yang menunjukkan adanyaperbedaan ekspresi fibronektin di tiap kelompokperlakuan.



Gambar 1. Grafik boxplot fibronektin dan kelompok perlakuan

A B C

D EKeterangan gambar :A. Ekspresi fibronektin skala 0 D. Ekspresi fibronektin skala 3B. Ekspresi fibronektin skala 1 E. Ekspresi fibronektin skala 4C. Ekspresi fibronektin skala 2

Gambar 2. Ekspresi fibronektin glomerulus perbesaran 400X

PEMBAHASAN

Selisih kadar gula darah pada setiap kelompokperlakuan yang menunjukkan penurunan paling besaradalah kelompok K2 yaitu 133,66 mg/dl dibandingkandengan kelompok perlakuan yang lainnya. Ekstrak

etanol Morinda citrifolia L dapat menurunkan kadargula darah karena aktivitas antioksidan yang dimilikinyayang terdapat dalam ekstrak etanol Morinda citrifolia Lsebanyak berupa fenolat dan flavonoid dapat meng-hambat laju pembentukan AGEs dan senyawa



dikarbonil. Ikatan AGEs dengan reseptor AGEs(RAGE) memicu timbulnya reactive oxygen species(ROS) dan aktivasi NF-B terhadap sel target,endothelium, sel mesangial dan makrofag denganrespons peningkatan permeabilitas vaskuler, padakerusakan ginjal. Kandungan vitamin C dalam ekstraketanol Morinda citrifolia L mampu menghambatpembentukan radikal superoksida, radikal hidroksil,radikal peroksil, oksigen singlet dan hidrogen peroksida.Vitamin C adalah salah satu antioksidan merupakansenyawa kimia yang dapat mencegah reaksi oksidasiyang salah satunya adalah reaksi glikosilasi yangselanjutnya akan menghasilkan senyawa dikarbonil danadvanced glycation end products (AGEs). Asamaskorbat yang terkandung dalam ekstrak etanol Morindacitrifolia L dapat menurunkan kadar sorbitol danmenurunkan glikasi protein sehingga kadar gula darahakan menurun. Penelitian ini sesuai dengan Suhartonoyang menyatakan bahwa aktivitas mengkudu meng-hambat pembentukan AGEs.7 Penelitian terdahulumelaporkan bahwa ekstrak etanol Morinda citrifolia Lpada dosis 100 ml/kg dalam waktu 10 hari dapatmenurunkan gula darah. Penelitian lain menyebutkanpemberian ekstrak etanol Morinda citrifolia L padadosis 400 mg/dl dalam waktu 4 jam dapat menurunkangula darah.7,9 Hasil penelitian ini menunjukkan bahwapemberian ekstrak etanol Morinda citrifolia L padadosis 10 mg/dl dapat menurunkan gula darah.

Pemberian Morinda citrifolia L pada tikus DM tidakmampu menurunkan jumlah neutrofil tetapi justrumeningkatkan neutrofil, hal ini sesuai hasil penelitianterdahulu bahwa pada penderita diabetes mellitusmaupun pada tikus diabetes menunjukkan defek yangkonsisten pada aktivitas kemotaktis, fagositik danmikrobisida dari neutrofil, perubahan lain yang terjadiselama inflamasi pada hewan diabetes antara lain:respon mikrovaskuler menurun terhadap mediatorinflamasi seperti histamine dan bradikinin, mengurangikebocoran protein dan pembentukan edema, degranulasisel mast berkurang, gangguan adhesi neutrofil keendothelium dan migrasi ke situs inflamasi, produksispesies oksigen reaktif dan berkurangnya pelepasansitokin dan prostaglandin oleh neutrofil.9

Ekstrak etanol Morinda citrifolia L dosis 20 mg/dlmenunjukkan skor ekspresi fibronektin paling rendahsehingga merupakan dosis yang paling baik dalammenurunkan ekspresi fibronektin. Pemberian ekstraketanol Morinda citrifolia dapat menurunkan ekspresifibronektin glomerulus karena ekstrak etanol Morindacitrifolia mengandung antioksidan yang menghambatinduksi TGF-β1 dan ekspansi matriks ekstraseluler pada

mesangial glomerulus dan sel epitel tubulus.10,11

Induksi TGF-β terhambat sehingga matrik ekstraselulersel mesangial berkurang dan fibronektin yang terbentukakan berkurang. Fibronektin adalah protein yangmenyusun komponen matriks ekstraseluler danmerupakan protein yang banyak ditemukan di dalamtubuh manusia.11-13

Dosis ekstrak etanol Morinda citrifolia L, yangbertingkat dari 10 mg/dl, 20 mg/dl, 40 mg/dl dan 80mg/dl karena memberikan pengaruh yang berbeda-bedaterhadap parameter yang diamati yaitu gula darah,jumlah neutrofil dan ekpresi fibronektin, yang secarakeseluruhan dapat dianjurkan bahwa dosis ekstraketanol Morinda citrifolia L sebesar 20 mg/dl merupakandosis yang paling efektif.

SIMPULAN

Kadar gula darah pada tikus DM yang diberi perlakuanekstrak etanol Morinda citrifolia L dosis 10;20;40;80mg/dl terbukti lebih rendah 408,81 mg/dl daripadasebelum diberi perlakuan ekstrak etanol Morindacitrifolia L yaitu 553,04 mg/dl. Jumlah neutrofil padatikus DM yang diberi perlakuan ekstrak etanol Morindacitrifolia L dosis 10;20;40;80 mg/dl tidak terbuktimenurunkan jumlah neutrofil pada kontrol positifsebesar 2,85 sel/ml dan perlakuan K3 sebesar 4,56sel/ml. Ekspresi fibronektin glomerulus pada tikus DMyang diberi perlakuan ekstrak etanol Morinda citrifoliadosis 10;20;40;80 mg/dl masing-masing 2,2; 1,45; 2,05;2,24; 2,57 terbukti menurunkan ekspresi fibronektinglomerulus. Dosis 20 mg/dl menurunkan ekspresifibronektin paling rendah diantara dosis lainnya.Ekstrak etanol Morinda citrifolia L (Mengkudu) dapatmemperbaiki fungsi ginjal diabetes nefropati melaluipenurunan gula darah, jumlah neutrofil dan fibronektin.

SARAN

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut, pemberianekstrak etanol Morinda citrifolia L dengan dosis yanglebih besar dan waktu pemberian yang lebih lama, sertajumlah sampel yang lebih banyak, agar mendapatkandosis yang lebih optimal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Purwanto E. Korelasi jumlah neutrofil, limfosit danmonosit dengan kadar albuminurin pada pasien DM tipe2 dengan mikroalbuminuria. Semarang. Patologi Klinik,FK Undip, Universitas Diponegoro. 2007.

2. Vozarova B, Weyer C, Lindsay RS, Pratley RE,Bogordusc, Tataranni PA. High white blood cell count isassociated with a worsening of insulin sensitivity andpredicts the development of type 2 diabetes. Diabetes.2002;51;455-61.



3. Sentochnik DE, Eliopoules GM. Infection and diabetes.In: Kuhn CR, King JL, Moses AC. Editor Joslin’sDiabetes Mellitus 14ed Philadellpia. LippincottWilliam’s and Wilkins. 2005:1017-20.

4. Chung FM. Peripheral total and differential leukocytecount in diabetic nefropathy. Diabetes Care. 2005;28;1710-7.

5. Miyata T, Inagi R, Nangaku M, Imasawa T, Sato M,Izuhara Y, et al. Overexpression of the serpin megsininduces progressive mesangial cell proliferation andexpansion. Tokai University School of Medicine,Bohseidai, Isehara. (Japan) Kanagawa 259-1193. J. Clin.Inves; 2002;109;585-93.

6. Sato S, Yamate J, Hori Y, Hatai A, Nozava M, Sagai M.Protective effect of polyphenol-containing azuki bean(Vigna angularis) seed coat on the renal cortex instreptozotocin-induced diabetic rats. J Nutr. Biochem.2005;16:547-53.

7. Sundoyo, Ari W. Penyakit ginjal diabetik. Dalam BukuAjar Ilmu Penyakit Dalam Edisi IV Jilid II. Jakarta:Pusat Penerbit Departemen Ilmu Penyakit DalamFKUI. 2006.

8. Suhartono E, Setiawan B, Edyson, Ramlah. Uji aktivitas

antioksidan jus buah mengkudu (Morinda citrifolia) danperannya sebagai inhibitor advanced glycation endproducts (AGEs) akibat reaksi glikosilasi. Berkala IlmuKedokteran. 2005;37:1-6

9. Alba-Loureiro TC, Munhoz CD, Martins JO, CerchiaroCA, Scavoke C, Curi R, et al. Neutrophyl function andmetabolism individual with diabetes mellitus. Br J ofMedical and Biological Research. 2007;40:1037-44.

10. Soman SS. Diabetic nephropathy. eMedicine Specialties.2009.

11. Chin M, Isono M, Isshiki K, Araki S, Sugimoto T, GuoB, et al. Estrogen and raloxifene, a selective estrogenreceptor modulator, ameliorate renal damage in db/dbMice. In Cardiovascular, Pulmonary and RenalPathology. Am J of Pathology 2005; 166.(6):1629-36.

12. Wang M-Y, est BJ, Jenses CJ, Nowicki D, Chen S, PaluAK, et al. Morinda citrifolia (noni): A literature reviewand recent advances in Noni research. Acta PharmacolSin 2002;23(12):1127-41.

13. Potterat O, Hamburger M. Morinda citrifolia (Noni)fruit-phytochemistry, pharmacology, safety. Planta Med.2007;73(3):191-9.

MEDIA MEDIKA INDONESIANA - ejournal.undip.ac.id

Documents